KR101820526B1 - Lean duplex stainless steel having excellent bending workability - Google Patents

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Abstract

Disclosed is lean duplex stainless steel having excellent bending workability. According to an embodiment of the present invention, the lean duplex stainless steel is formed with of 0.01 to 0.06 wt% of carbon (C); 0.2 to 1.0 wt% of silicon (Si); 3.5 to 6.5 wt% of manganese (Mn); 18.5 to 22.5 wt% of chromium (Cr); 0.05 to 0.25 wt% of nitrogen (N); and the remaining consisting of iron (Fe) and inevitable impurities, wherein Cr + Mn is 26.0 to 28.5 wt%, and Cr/Mn is 3.4 to 4.1.

Description

굽힘 가공성이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강{LEAN DUPLEX STAINLESS STEEL HAVING EXCELLENT BENDING WORKABILITY}{LEAN DUPLEX STAINLESS STEEL HAVING EXCELLENT BENDING WORKABILITY}

본 발명은 린 듀플렉스 스테인리스강에 관한 것으로, 굽힘 가공성이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강에 관한 것이다.The present invention relates to a lean duplex stainless steel, and relates to a lean duplex stainless steel excellent in bending workability.

일반적으로 가공성과 내식성이 양호한 오스테나이트계 스테인리스강은 철(Fe)을 소지금속으로 하여, 크롬(Cr), 니켈(Ni)을 주요한 원료로 함유하고 있으며, 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu) 등의 기타 원소들을 첨가하여 각종 용도에 맞도록 다양한 강종으로 개발되고 있다.In general, austenitic stainless steels having excellent processability and corrosion resistance are made of iron (Fe) as a base metal and contain chromium (Cr) and nickel (Ni) as main raw materials. Molybdenum (Mo) and copper And is being developed into a variety of steel types to meet various applications.

내식성 및 가공성이 우수한 300계 스테인리스강은 고가의 원료인 Ni, Mo 등을 포함하고 있는 바, 이에 대한 대체 방안으로 400계 스테인리스강이 논의되기도 하였으나, 성형성이 300계 스테인리스강에 미치지 못한다는 문제점이 존재한다. 또한, 400계 스테인리스강은 충격특성이 열위하고, 용접부가 취약하여 사용에 많은 제약이 따른다.300 series stainless steel excellent in corrosion resistance and workability include Ni and Mo which are expensive raw materials, and 400 series stainless steel is discussed as an alternative to this, but the problem that the formability is less than 300 series stainless steel Lt; / RTI > In addition, the 400-series stainless steel is poor in shock characteristics and weak in the welded portion, which causes many restrictions in use.

한편, 오스테나이트 상과 페라이트 상이 혼합된 듀플렉스 스테인리스강은 오스테나이트계 및 페라이트계가 가지는 모든 장점을 가지고 있으며, 현재까지 다양한 종류의 듀플렉스 스테인리스강이 개발되어 있다.On the other hand, duplex stainless steels in which austenite phase and ferrite phase are mixed have all the advantages of austenitic and ferritic systems, and various types of duplex stainless steels have been developed to date.

합금원소 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 등은 가격이 비싼 단점이 있어서, 가격이 저렴한 스테인리스강에 대한 관심이 꾸준히 증가되고 있다. 그 결과로 고가의 합금원소 함량이 낮은 린합금(lean alloy)을 개발하는 시도가 증대되고 있다. 미세조직이 페라이트 상과 오스테나이트 상으로 구성된 듀플렉스(duplex) 스테인리스강에서도 이러한 추세가 확인된다.Nickel (Ni) and molybdenum (Mo) alloys have a disadvantage in that they are expensive and steadily increasing their interest in cheap stainless steel. As a result, attempts have been made to develop lean alloys having a low content of expensive alloying elements. This trend is also confirmed in duplex stainless steels where the microstructure consists of a ferrite phase and an austenite phase.

선행특허 1은 낮은 니켈 함량과 높은 질소 함량을 특징으로 하는 오스테나이트-페라이트계 스테인리스 강에 대한 것으로, 오스테나이트상의 안정도를 제어하여 고강도 특성을 보유하면서도 연신율이 높게 되도록 린듀플렉스(lean duplex) 스테인리스 강을 조성하는 것을 특징으로 한다. 린듀플렉스 스테인리스강은 내식성이 우수하고 2상 조직 형성에 의한 입계크기 미세화 효과로 고강도 특성을 보유하여 그 용도가 점차 증대되고 있는 추세이다.Prior Art 1 relates to austenitic-ferritic stainless steels characterized by a low nickel content and a high nitrogen content, and is characterized in that the stability of the austenite phase is controlled so that the high-strength characteristics are maintained, while the lean duplex stainless steel Is formed. Linseed duplex stainless steels are excellent in corrosion resistance and have high strength properties due to grain size reduction effect due to formation of two-phase structure, and their use is gradually increasing.

스테인리스 장식관(ornamental tube)이나 구조관(structural tube)은 그 적용 용도에 따라서 다양한 모양이 존재하며, 또한 요구되는 재질(내식성 및 성형성)도 다양하다. 따라서, 400계, 200계 그리고 300계 스테인리스강들이 그 형상 및 재질요건에 따라서 사용되고 있으며, 주로 가격이 저렴한 400계와 200계 스테인리스강이 주로 사용되고 있다. Stainless steel ornamental tubes and structural tubes are available in various shapes depending on the application, and the required materials (corrosion resistance and moldability) are also various. Therefore, 400 series, 200 series and 300 series stainless steels are used according to their shape and material requirements, and mainly 400 series and 200 series stainless steels which are mainly inexpensive are used.

린듀플렉스 스테인리스강은 우수한 내식성으로 실외의 장식관 용도뿐만 아니라 고강도 특성으로 구조관에도 적용이 기대되지만, 400계와 200계 스테인리스강 대비 상대적으로 고가의 가격과 굽힘 시 크랙발생이 용이한 단점때문에 이의 사용이 제한되어 왔다. 따라서, 400계와 200계 스테인리스 관(tube)을 대체하기 위해서는 고가의 합금원소의 사용을 더욱 낮추어야 하며, 특히 직사각형 모양 등의 복잡한 단면 형상을 갖는 튜브(tube) 제작이 가능하도록 굽힘 가공성 확보가 필수적으로 요구된다.Due to its excellent corrosion resistance, Lean duplex stainless steel is expected to be applied not only to outdoor decorative pipes but also to structural pipes due to its high strength characteristics. However, it is relatively expensive compared with 400 and 200 stainless steel and cracks are easily generated. Use has been limited. Therefore, in order to replace 400 and 200 stainless steel tubes, it is necessary to further reduce the use of expensive alloying elements. In particular, it is essential to secure bending workability so that tubes having a complicated cross-sectional shape such as a rectangular shape can be manufactured .

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0005252호(2009.01.12. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2009-0005252 (published on Jan. 12, 2009)

본 발명의 실시예들은 듀플렉스 스테인리스강의 성분계 중 Ni, Cu, Mo 등 고가 합금원소의 함량을 최소화하고 Cr, Mn의 합계 및 비율을 최적화하여 스테인리스강의 굽힘 가공성을 향상시킬 수 있는 오스테나이트 상과 페라이트 상의 2상 조직을 가지는 린 듀플렉스 스테인리스강을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are directed to a method of minimizing the content of high-priced alloying elements such as Ni, Cu, and Mo in the duplex stainless steel component system and optimizing the sum and ratio of Cr and Mn to improve the bending workability of stainless steel. To provide a lean duplex stainless steel having a two-phase structure.

본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공성이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강은, 중량%로, C: 0.01 내지 0.06%, Si: 0.2 내지 1.0%, Mn: 3.5 내지 6.5%, Cr: 18.5 내지 22.5%, N: 0.05 내지 0.25%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, Cr+Mn: 26.0 내지 28.5% 이고, Cr/Mn: 3.4 내지 4.1 이다.A lean duplex stainless steel excellent in bending workability according to an embodiment of the present invention comprises 0.01 to 0.06% of C, 0.2 to 1.0% of Si, 3.5 to 6.5% of Mn, 18.5 to 22.5% of Cr, N: 0.05 to 0.25%, balance iron (Fe) and other unavoidable impurities, Cr + Mn: 26.0 to 28.5% and Cr / Mn: 3.4 to 4.1.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, Ni: 0.3% 이하, Cu: 0.3% 이하, Mo: 0.3% 이하로 포함할 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, it may include not more than 0.3% of Ni, not more than 0.3% of Cu, and not more than 0.3% of Mo.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미세조직 내에 페라이트 기지조직의 부피 분율이 50 내지 75% 일 수 있다.Further, according to one embodiment of the present invention, the volume fraction of the ferrite matrix in the microstructure may be 50 to 75%.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스테인리스강의 연신율은 30 내지 40% 일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the elongation of the stainless steel may be 30 to 40%.

본 발명의 실시예들은 듀플렉스 스테인리스강의 성분계 중 Ni, Cu, Mo 등의 합금 성분을 불순물로 관리하여 이들 성분을 최소화 또는 배제하여 자원을 절약할 수 있고 듀플렉스 스테인리스강의 제조 원가를 최소화할 수 있다.Embodiments of the present invention can manage resources of alloying elements such as Ni, Cu, and Mo among the constituents of duplex stainless steel as impurities to minimize or eliminate these components, thereby saving resources and minimizing the manufacturing cost of duplex stainless steel.

또한, Cr, Mn의 합계 및 비율을 최적화하여 스테인리스강의 굽힘 가공성을 향상시킬 수 있다.In addition, the total amount and the ratio of Cr and Mn can be optimized to improve the bending workability of the stainless steel.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강을 이용하여 180° 굽힘 가공 후의 가공 표면을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강을 이용하여 180° 굽힘 가공 후의 가공 표면을 촬영한 사진이다.
1 is a photograph of a machined surface after 180 ° bending using a lean duplex stainless steel according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph of a machined surface after 180 ° bending using a lean duplex stainless steel according to a comparative example of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided to fully convey the spirit of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The present invention is not limited to the embodiments shown herein but may be embodied in other forms. For the sake of clarity, the drawings are not drawn to scale, and the size of the elements may be slightly exaggerated to facilitate understanding.

본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공성이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강은, 중량%로, C: 0.01 내지 0.06%, Si: 0.2 내지 1.0%, Mn: 3.5 내지 6.5%, Cr: 18.5 내지 22.5%, N: 0.05 내지 0.25%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.A lean duplex stainless steel excellent in bending workability according to an embodiment of the present invention comprises 0.01 to 0.06% of C, 0.2 to 1.0% of Si, 3.5 to 6.5% of Mn, 18.5 to 22.5% of Cr, N: 0.05 to 0.25%, the balance iron (Fe) and other unavoidable impurities.

C의 함량은 0.01 내지 0.06% 이다.The content of C is 0.01 to 0.06%.

C는 오스테나이트상 형성 원소로 Ni 등과 같은 고가의 원소를 대신하여 사용될 수 있으며, 고용 강화에 의한 재료 강도 증가에 유효한 원소이다.C is an element for forming an austenite phase, which can be used in place of expensive elements such as Ni and the like, and is an element effective for increasing the strength of a material by solid solution strengthening.

C의 과다 첨가시, 소재 제조시 중심부에 편석 및 조대한 탄화물을 형성하여, 후공정인 열간압연-소둔-냉간압연-냉연소둔 공정에 악영향을 끼치고, 페라이트-오스테나이트 상 경계에서 내식성에 유효한 Cr과 같은 탄화물 형성 원소와 쉽게 결합하여 결정립계 주위의 Cr 함량을 낮추어 내부식 저항성을 감소시키기 때문에, 내식성을 극대화하기 위해서는 0.06% 이하의 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다. 따라서, C의 함량을 0.01 내지 0.06%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.C is excessively added, segregation and coarse carbides are formed at the center of the steel sheet during the production of the steel, thereby causing a bad effect on the hot rolling-annealing-cold rolling-cold rolling annealing process which is a post- To reduce the Cr content around the grain boundaries to reduce the corrosion resistance. Therefore, in order to maximize the corrosion resistance, it is preferable to add Cr in the range of 0.06% or less. Therefore, it is preferable to limit the content of C to the range of 0.01 to 0.06%.

Si의 함량은 0.2 내지 1.0% 이다.The content of Si is 0.2 to 1.0%.

Si는 탈산 효과를 위하여 일부 첨가되며, 페라이트상 형성 원소로 소둔 열처리시 페라이트에 농화되는 원소이다.Si is partially added for the deoxidizing effect, and is an element which is concentrated into ferrite upon annealing with an element for forming a ferrite phase.

Si은 적정한 페라이트 상 분율 확보를 위하여 0.2% 이상 첨가하여 한다. 그러나, 1.0% 초과의 과다한 첨가는 페라이트 상의 경도를 급격히 증가시켜서 연신율을 저하시키며, 제강 시 슬래그 유동성을 저하시키고, 산소와 결합하여 개재물을 형성하여 내식성을 저하시킨다. 따라서, Si의 함량을 0.2 내지 1.0%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.Si should be added by 0.2% or more for proper ferrite phase fraction. However, the excessive addition of more than 1.0% causes a sharp increase in the hardness of the ferrite phase to lower the elongation, lower the slag fluidity at the time of steelmaking, and form an inclusive bond with oxygen to lower the corrosion resistance. Therefore, it is preferable to limit the content of Si to the range of 0.2 to 1.0%.

Mn의 함량은 3.5 내지 6.5% 이다.The content of Mn is 3.5 to 6.5%.

Mn은 용탕 유동도 조절, 탈산제 및 질소 고용도를 증가시키는 원소이며, 오스테나이트 형성 원소로 고가의 Ni을 대체하여 첨가된다.Mn is an element that increases the degree of melt flow control, deoxidizing agent and nitrogen solubility, and is added as an austenite forming element in place of expensive Ni.

Mn이 3.5% 미만인 경우, Ni, Cu를 불순물로 관리하는 경우에 다른 오스테나이트 형성 원소인 N 등의 함량을 조절하더라도 적정한 오스테나이트 상분율을 확보하기 어렵다. Mn이 6.5% 초과인 경우, 내식성 확보가 어려워지며, 오스테나이트 상분율 과다로 상분율 제어가 어려워진다. 따라서, Mn의 함량을 3.5 내지 6.5%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.When Mn is less than 3.5%, it is difficult to secure a proper austenite phase fraction even if the contents of N and the like as other austenite forming elements are controlled when Ni and Cu are controlled as impurities. When Mn is more than 6.5%, it is difficult to ensure corrosion resistance, and it is difficult to control the phase fraction excessively by the austenite phase fraction. Therefore, it is preferable to limit the content of Mn to the range of 3.5 to 6.5%.

Cr의 함량은 18.5 내지 22.5% 이다.The content of Cr is 18.5 to 22.5%.

Cr은 Si와 함께 페라이트 상 안정화 원소로서 페라이트 상 확보에 주된 역할을 할 뿐만 아니라 내식성 확보를 위하여 필수적으로 첨가되는 원소이다.Cr is an essential element added together with Si as a ferrite phase stabilizing element not only for securing ferrite phase but also for securing corrosion resistance.

Cr의 함량을 증가시키면 내식성이 증가하나 상분율 유지를 위하여 고가의 Ni이나, 기타 오스테나이트 형성 원소의 함량을 증가시켜야 한다. 따라서, Cr의 함량을 18.5 내지 22.5%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.Increasing the Cr content increases the corrosion resistance, but the amount of expensive Ni and other austenite forming elements must be increased to maintain the phase fraction. Therefore, it is preferable to limit the content of Cr to a range of 18.5 to 22.5%.

N의 함량은 0.05 내지 0.25% 이다.The content of N is 0.05 to 0.25%.

N는 C, Ni과 함께 오스테나이트 상의 안정화에 크게 기여하는 원소로, 소둔 열처리 시 오스테나이트 상에 농화가 발생하는 원소 중의 하나이다.N is an element which contributes greatly to the stabilization of the austenite phase together with C and Ni, and is one of the elements which cause thickening in the austenite phase during annealing.

N의 함량을 증가시키면 부수적으로 내식성 증가 및 고강도화를 꾀할 수 있다. 그러나 N 함량이 과도하면, 질소 고용도 초과에 의한 주조 시 질소 포어(Nitrogen Pore) 발생에 의한 표면 결함 유발로 강의 안정된 제조가 어렵게 된다. 따라서, N의 함량은 0.05 내지 0.25%의 범위로 한정하는 것이 바람직하다.When the content of N is increased, corrosion resistance and strength can be increased incidentally. However, if N content is excessively high, it is difficult to produce steels steadily due to surface defects caused by nitrogen pores during casting due to excess nitrogen nitrogen. Therefore, the content of N is preferably limited to a range of 0.05 to 0.25%.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강은 Ni: 0.3% 이하, Cu: 0.3% 이하, Mo: 0.3% 이하로 포함할 수 있다.For example, the lean duplex stainless steel according to an embodiment of the present invention may contain not more than 0.3% of Ni, not more than 0.3% of Cu, and not more than 0.3% of Mo.

Ni은 Mn, Cu 및 N와 함께 오스테나이트 안정화 원소로, 오스테나이트상의 안정도 증대에 주된 역할을 한다.Ni is an austenite stabilizing element together with Mn, Cu and N, and plays a major role in increasing the stability of the austenite phase.

그러나, 원가절감을 위하여는 가격이 비싼 Ni 함량을 최대한 감소시키는 대신에, 다른 오스테나이트상 형성원소인 Mn과 N을 증가시켜서 Ni의 저감에 의한 상분율 균형을 충분히 유지할 수 있다. 고가인 Ni로 인한 제품의 제조 비용이 상승되는 것을 방지하기 위해서는 이를 첨가하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, Ni의 함량은 불순물로서의 함량을 고려하여 0.3% 이하(0 포함)로 제한한다.However, in order to reduce the cost, instead of reducing the Ni content which is high in price, it is possible to increase the other austenite phase forming elements Mn and N, thereby sufficiently maintaining the phase fraction balance by the reduction of Ni. It is preferable not to add Ni in order to prevent an increase in the manufacturing cost of the product due to expensive Ni. Therefore, the content of Ni is limited to 0.3% or less (including 0) in consideration of the content as an impurity.

Cu는 가공 유기 마르텐사이트상의 생성에 기인하는 가공 경화를 억제하고, 오스테나이트계 스테인레스강의 연질화에 기여하는 원소이다.Cu is an element which inhibits work hardening due to the formation of the processed organic martensite phase and contributes to softening of the austenitic stainless steel.

그러나, 원가절감을 위하여는 가격이 비싼 Cu로 인한 제품의 제조 비용이 상승되는 것을 방지하기 위해서는 이를 첨가하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, Cu의 함량은 불순물로서의 함량을 고려하여 0.3% 이하(0 포함)로 제한한다.However, in order to reduce the cost, it is desirable not to add the Cu to prevent the increase of the manufacturing cost of the product due to the expensive Cu. Therefore, the content of Cu is limited to 0.3% or less (including 0) in consideration of the content as an impurity.

Mo은 Cr과 함께 페라이트를 안정화 하면서 내식성 개선에 매우 유효한 원소이다.Mo is a very effective element for improving corrosion resistance while stabilizing ferrite with Cr.

그러나, 원가절감을 위하여는 가격이 매우 비싼 Mo로 인한 제품의 제조 비용이 상승되는 것을 방지하기 위해서는 이를 첨가하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, Mo의 함량은 불순물로서의 함량을 고려하여 0.3% 이하(0 포함)로 제한한다.However, in order to reduce the cost, it is preferable not to add Mo to prevent the manufacturing cost of the product from rising due to the very expensive Mo. Therefore, the content of Mo is limited to 0.3% or less (including 0) in consideration of the content as an impurity.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀플렉스 스테인리스강의 성분계 중 Ni, Cu, Mo 등의 합금 성분을 불순물로 관리하여 이들 성분을 최소화 또는 배제하여 자원을 절약할 수 있고 듀플렉스 스테인리스강의 제조 원가를 최소화할 수 있다. 따라서, Ni, Cu, Mo의 함량이 각각 0.3%를 초과하는 경우 고가 금속인 NI, Cu, Mo의 함량이 증가하여 제조 원가가 증가하는 문제점이 있다.That is, the alloy components of Ni, Cu, Mo, and the like in the component system of the duplex stainless steel according to one embodiment of the present invention are managed as impurities to minimize or eliminate these components, thereby saving resources and minimizing the manufacturing cost of the duplex stainless steel . Therefore, when the content of Ni, Cu, and Mo exceeds 0.3%, the content of expensive metals such as NI, Cu, and Mo increases to increase the manufacturing cost.

뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀플렉스 스테인리스강은, Cr+Mn: 26.0 내지 28.5% 이고, Cr/Mn: 3.4 내지 4.1 이다.In addition, the duplex stainless steel according to an embodiment of the present invention has Cr + Mn of 26.0 to 28.5% and Cr / Mn of 3.4 to 4.1.

본 발명은 400계와 200계 스테인리스 장식관을 대체하기 위한 저가의 린듀플렉스 스테인리스강의 조성에 관한 것이다. 본 발명의 발명자들은 고가의 합금원소인 Ni, Cu 및 Mo을 목표성분이 아닌 불순물로 포함한 저가의 린 듀플렉스 스테인리스강의 성형성을 연구하면서, 인장시험에 의하여 측정되는 연신율이 오히려 낮은 특성을 갖는 스테인리스강이 연신율이 높은 특성을 갖는 스테인리스강에 비하여, 굽힘 가공성이 우수하게 나타나는 특이한 현상을 발견하였다.The present invention relates to a low-cost duplex stainless steel composition for replacing 400-series and 200-series stainless steel decorative tubes. The inventors of the present invention have been studying the formability of low-cost lean-duplex stainless steels containing Ni, Cu and Mo, which are expensive alloying elements, as impurities rather than a target component, and have found that stainless steels having a low elongation, As compared with stainless steels having high elongation properties, they found a phenomenon that exhibits excellent bending workability.

이러한 특이한 현상으로부터, Cr 및 Mn의 합을 중량%로 26.0 내지 28.5%로, Cr과 Mn의 비(Cr/Mn)를 3.4 내지 4.1로 조성된 특정 범위에 의하여 한정되는 성분강에서만 우수한 굽힘 가공성이 구현됨을 알 수 있었다.From this peculiar phenomenon, excellent bending workability is exhibited only in the component steel which is defined by a specific range of 26.0 to 28.5% by weight of the sum of Cr and Mn and a specific range of 3.4 to 4.1 of Cr / Mn (Cr / Mn) .

즉, 본 발명은 Cr 및 Mn의 합을 중량%로 26.0 내지 28.5%로, Cr과 Mn의 비(Cr/Mn)를 3.4 내지 4.1로 제어하여 굽힘 가공시 우수한 성형 특성을 가지는 저가의 스테인리스강을 제공할 수 있다.That is, the present invention provides a low-cost stainless steel having excellent molding characteristics at the time of bending by controlling the ratio of Cr and Mn to 26.0 to 28.5% by weight and the ratio of Cr to Mn (Cr / Mn) to 3.4 to 4.1, .

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강은 미세조직 내에 페라이트 기지조직의 부피 분율이 50 내지 75% 일 수 있다. 상기 페라이트 기지조직의 부피 분율이 50% 미만인 경우 충분한 내식성을 얻을 수 없으며, 75% 초과인 경우 오스테나이트 조직의 분율이 줄어들어 이에 따라 충분한 가공성을 얻을 수 없는 문제점이 있다.For example, the linseed duplex stainless steel according to one embodiment of the present invention may have a volume fraction of the ferrite base structure in the microstructure of 50 to 75%. When the volume fraction of the ferrite matrix structure is less than 50%, sufficient corrosion resistance can not be obtained. When the volume fraction of the ferrite matrix structure exceeds 75%, the fraction of austenite structure is decreased.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강의 연신율은 30 내지 40% 일 수 있다.For example, the elongation of a lean duplex stainless steel according to an embodiment of the present invention may be 30-40%.

상기 연신율이 30% 미만인 경우 가공성이 저하되는 문제점이 있으며, 40% 초과인 경우 굽힘 가공시 크랙이 발생하는 문제점이 있다. 일반적인 경우 연신율이 높을수록, 가공성이 증가하는 것으로 여겨져 굽힘 가공성 역시 증가할 것으로 여겨진다. 그러나, 본 발명에 따르면, 본 발명의 성분계 및 Cr 및 Mn의 총합 및 비율을 만족하지 못하면, 연신율이 40%을 초과하는 고연성 인장시험 특성을 나타내더라도, 굽힘시 크랙이 발생하게 되는 문제점이 있다.If the elongation is less than 30%, the workability is deteriorated. If the elongation is more than 40%, there is a problem that cracks occur during bending. In general, it is considered that the higher the elongation, the higher the workability and the more the bending workability is increased. However, according to the present invention, when the composition system of the present invention and the total sum and ratio of Cr and Mn are not satisfied, there is a problem that cracks occur during bending even when the tensile strength exceeds 40% .

본 발명의 일 실시예에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강은, 중량%로, C: 0.01 내지 0.06%, Si: 0.2 내지 1.0%, Mn: 3.5 내지 6.5%, Cr: 18.5 내지 22.5%, N: 0.05 내지 0.25%, Ni: 0.3% 이하, Cu: 0.3% 이하, Mo: 0.3% 이하 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, Cr+Mn: 26.0 내지 28.5% 이고, Cr/Mn: 3.4 내지 4.1인 듀플렉스 스테인리스강 슬라브를 열간 압연하고, 열연 강판을 1,000 내지 1,150℃의 온도에서 열연 소둔 열처리하며, 이후, 냉간 압연, 냉연 강판을 1,000 내지 1,150℃의 온도에서 냉연 소둔 열처리하고, 산세 처리하여 듀플렉스 스테인리스강을 제조한다.A lean duplex stainless steel according to an embodiment of the present invention comprises 0.01 to 0.06% of C, 0.2 to 1.0% of Si, 3.5 to 6.5% of Mn, 18.5 to 22.5% of Cr, 0.05 to 22.5% of N, Mn: 26.0 to 28.5%, Cr / Mn: 3.4 to 4.1%, Cr: 0.3% or less, In duplex stainless steel slabs are subjected to hot rolling and the hot-rolled steel sheets are subjected to hot-rolling annealing at a temperature of 1,000 to 1,150 占 폚 and then cold-rolled and cold-rolled steel sheets are subjected to cold rolling and annealing at a temperature of 1,000 to 1,150 占 폚, Steel is manufactured.

상기 조성의 린 듀플렉스 스테인리스강 슬라브는 통상의 방법으로 열간압연할 수 있으며, 열연 강판은 두께가 3 내지 20mm 일 수 있다. 예를 들어, 상기 열연 강판은 1,000 내지 1,150℃의 온도에서 30초 내지 60분 동안 소둔 열처리 할 수 있다.The lean duplex stainless steel slab of the above composition can be hot rolled by a conventional method, and the hot rolled steel sheet may have a thickness of 3 to 20 mm. For example, the hot-rolled steel sheet can be annealed at a temperature of 1,000 to 1,150 ° C for 30 seconds to 60 minutes.

이후 열연 강판은 통상의 방법으로 냉간 압연할 수 있으며, 냉연 강판은 두께가 0.1 내지 5mm 일 수 있다. 예를 들어, 상기 냉연 강판은 1,000 내지 1,150℃의 온도에서 10초 내지 60분 동안 소둔 열처리 할 수 있다.The hot-rolled steel sheet can then be cold-rolled by a conventional method, and the cold-rolled steel sheet may have a thickness of 0.1 to 5 mm. For example, the cold-rolled steel sheet can be annealed at a temperature of 1,000 to 1,150 ° C for 10 seconds to 60 minutes.

이하 실시예들을 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

발명강Invention river  And 비교강Comparative steel

하기 표 1의 각 발명강들 및 비교강들에 따른 성분계를 포함하도록 각각 진공유도 용해로에서 140mm두께의 50kg 잉곳(ingot)의 형태로 주조하였다. 주조된 잉곳은 1,250℃의 가열로에서 3시간 숙열과정을 거친 후, 판폭 200mm, 두께 4mm로 열간 압연하였으며, 열간 압연 후 공냉하였다. 공냉된 열간 압연판에 대하여 1,100℃의 온도에서 1분간 열연 소둔을 실시하였으며, 산세 후 1.5mm의 두께까지 각각 냉간 압연되었다. 냉간 압연판은 1,100℃의 온도에서 30초간 냉연 소둔되었으며, 산세를 거쳐 듀플렉스 스테인리스 냉연 강판 시편을 제조하였다.Were cast in the form of a 50 kg ingot having a thickness of 140 mm in a vacuum induction melting furnace so as to include the component system according to the inventive steels and the comparative steels shown in Table 1 below. The cast ingot was subjected to a heat treatment at a temperature of 1,250 ° C. for 3 hours, followed by hot rolling to a width of 200 mm and a thickness of 4 mm, followed by air cooling after hot rolling. The cold rolled hot rolled sheet was subjected to hot rolling at a temperature of 1,100 ° C for 1 minute and then cold rolled to a thickness of 1.5 mm after pickling. The cold-rolled sheet was cold-rolled and annealed at a temperature of 1,100 ° C for 30 seconds, and subjected to pickling to prepare duplex stainless steel cold-rolled steel sheet specimens.

CrCr MnMn SiSi CC NN Cr+MnCr + Mn Cr/MnCr / Mn 발명강1Inventive Steel 1 20.920.9 6.106.10 0.420.42 0.0220.022 0.1780.178 27.027.0 3.433.43 발명강2Invention river 2 22.122.1 6.026.02 0.410.41 0.0150.015 0.1920.192 28.128.1 3.673.67 발명강3Invention steel 3 21.221.2 6.006.00 0.390.39 0.0500.050 0.1950.195 27.227.2 3.533.53 발명강4Inventive Steel 4 22.122.1 5.995.99 0.400.40 0.0500.050 0.1830.183 28.128.1 3.693.69 발명강5Invention steel 5 21.121.1 5.915.91 0.400.40 0.0580.058 0.2150.215 27.027.0 3.573.57 비교강1Comparative River 1 19.019.0 6.006.00 0.410.41 0.0190.019 0.1840.184 25.025.0 3.173.17 비교강2Comparative River 2 19.719.7 5.855.85 0.420.42 0.0180.018 0.1820.182 25.625.6 3.373.37 비교강3Comparative Steel 3 19.019.0 6.076.07 0.370.37 0.0490.049 0.1880.188 25.125.1 3.133.13 비교강4Comparative Steel 4 19.919.9 6.106.10 0.390.39 0.0500.050 0.1890.189 26.026.0 3.263.26 비교강5Comparative Steel 5 20.920.9 5.015.01 0.710.71 0.1000.100 0.1050.105 25.925.9 4.174.17 비교강6Comparative Steel 6 21.221.2 3.923.92 0.380.38 0.0980.098 0.1030.103 25.125.1 5.415.41

소재의 페라이트 분율은 4mm 두께의 열연소둔상태의 소재에 대하여 페라이트스코프(Ferritescope)를 사용하여 계측하였다. 페라이트스코프는 소재의 자성을 활용하여 페라이트 상의 분율을 측정하는 기기이며, Fisher사의 "Ferritescope MP30"을 사용하여 페라이트 분율을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The ferrite fraction of the material was measured using a ferrite scope for a material having a thickness of 4 mm in the hot-rolled annealed state. The ferrite scope is a device for measuring the ferrite phase fraction by utilizing the magnetic property of the material, and the ferrite fraction is measured using Fisher's "Ferritescope MP30" and is shown in Table 2 below.

1.5mm두께의 냉연소둔판으로부터 압연에 수직한 방향으로 길이 180mm, 폭 20mm의 시편을 가공하여 굽힘 시험편으로 사용하였다. 굽힘 시험은 먼저 모서리의 반경이 1.5mm인 펀치(punch)를 사용하여 10 ton 크기의 힘(force)으로 90° 굽힘을 실시하였으며, 그 후에 180도까지의 굽힘을 추가로 실시하였다. 180° 굽힘 시험 결과 시료의 파단여부를 관찰하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Specimens having a length of 180 mm and a width of 20 mm were processed from a cold-rolled annealed sheet having a thickness of 1.5 mm in a direction perpendicular to the rolling to be used as a bend test specimen. The bending test was performed by using a punch having a corner radius of 1.5 mm and bending at 90 degrees with a force of 10 tons, followed by bending up to 180 degrees. As a result of the 180 ° bending test, whether or not the sample was broken was observed, and the results are shown in Table 2 below.

비교예 및 발명예 강들에 대한 인장실험 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 인장시험은 1.5mm두께의 냉연소둔판으로부터 압연방향과 수직하게 gage length 50mm, 폭 12.5mm의 시편을 채취하여, 분당 20mm의 인장속도로 상온 인장시험을 실시하였다. 시료 별로 각각 5회의 인장시험을 실시한 후의 평균 재질특성값을 하기 표 2에 나타내었다.The results of the tensile test for the comparative example and the inventive steels are shown in Table 2 below. The tensile test was carried out at a room temperature tensile test at a tensile rate of 20 mm per minute by taking specimens having a gage length of 50 mm and a width of 12.5 mm perpendicular to the rolling direction from a cold-rolled annealed sheet having a thickness of 1.5 mm. The average material properties after five tensile tests are shown in Table 2 below.

페라이트 분율(%)Ferrite fraction (%) YS(MPa)YS (MPa) TS(MPa)TS (MPa) EL(%)EL (%) 굽힘 크랙Bending crack 발명강1Inventive Steel 1 6363 423423 670670 33.733.7 미발생Not occurring 발명강2Invention river 2 7171 398398 643643 31.431.4 미발생Not occurring 발명강3Invention steel 3 5656 456456 703703 34.834.8 미발생Not occurring 발명강4Inventive Steel 4 6464 423423 670670 32.532.5 미발생Not occurring 발명강5Invention steel 5 6060 406406 672672 33.333.3 미발생Not occurring 비교강1Comparative River 1 4545 473473 839839 33.433.4 발생Occur 비교강2Comparative River 2 5555 434434 689689 45.145.1 발생Occur 비교강3Comparative Steel 3 3636 476476 883883 33.833.8 발생Occur 비교강4Comparative Steel 4 4545 476476 754754 43.743.7 발생Occur 비교강5Comparative Steel 5 5959 415415 678678 32.732.7 발생Occur 비교강6Comparative Steel 6 6262 401401 668668 31.731.7 발생Occur

상기 표 1 및 표 2를 참조하면, 본 발명의 발명강들은 굽힘 크랙이 발생하지 않았으나, 비교강들에서는 모두 굽힘 크랙이 발생함을 알 수 있다.Referring to Tables 1 and 2, it can be seen that bending cracks did not occur in the inventive steels, but bending cracks occurred in all of the comparative steels.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강을 이용하여 180° 굽힘 가공 후의 가공 표면을 촬영한 사진이다. 도 2는 본 발명의 비교예에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강을 이용하여 180° 굽힘 가공 후의 가공 표면을 촬영한 사진이다.1 is a photograph of a machined surface after 180 ° bending using a lean duplex stainless steel according to an embodiment of the present invention. 2 is a photograph of a machined surface after 180 ° bending using a lean duplex stainless steel according to a comparative example of the present invention.

구체적으로 도 1은 상기 발명강 1에 대한 180° 굽힘 가공 후의 가공 표면 사진이며, 도 2는 상기 비교강 6에 대한 180° 굽힘 가공 후의 가공 표면 사진이다.More specifically, FIG. 1 is a photograph of a processed surface after the 180 ° bending process for the inventive steel 1, and FIG. 2 is a photograph of the processed surface after the 180 ° bending process for the comparative steel 6.

즉, 도 1을 참조하면, 굽힘 가공 후에도 크랙이 발생하지 않아 굽힘 가공 특성이 우수함을 확인할 수 있다. 도 2를 참조하면, 굽힘 가공에 의하여 표면 크랙이 심하게 발생되어 있음을 알 수 있다.That is, referring to FIG. 1, it can be confirmed that cracks do not occur even after bending, and that the bending characteristics are excellent. Referring to FIG. 2, it can be seen that a surface crack is severely generated by the bending process.

상기 표 1과 표 2를 참조하면, 인장시험에 따른 스테인리스강의 연신율이 높더라도 본 발명에서의 Cr+Mn 및 Cr/Mn의 파라미터를 만족하지 못하는 경우에는 굽힘 가공성이 저하됨을 알 수 있다.Referring to Tables 1 and 2, when the elongation of the stainless steel according to the tensile test is high but the parameters of Cr + Mn and Cr / Mn are not satisfied in the present invention, the bending workability is reduced.

보다 구체적으로 상기 비교강 2 및 비교강 4의 경우 각각 연신율이 45.1%, 43.7%로 다른 강들에 비하여 연신율이 가장 우수하지만, 180° 굽힘 가공 후에 모두 크랙이 발생함을 알 수 있다. 따라서, 이는 본 발명에서 목적하는 바와 같이, Cr 및 Mn에 관한 파라미터, 즉, Cr+Mn 및 Cr/Mn의 제어가 굽힘 가공성을 확보하는데 가장 중요함을 알 수 있다.More specifically, in the case of the comparative steel 2 and the comparative steel 4, the elongation was 45.1% and 43.7%, respectively, and the elongation was the most excellent as compared with the other steels. However, it can be seen that cracks were generated after 180 ° bending. Therefore, it is understood that the control of the parameters relating to Cr and Mn, that is, the control of Cr + Mn and Cr / Mn is the most important for ensuring the bending workability, as will be the object of the present invention.

따라서, 듀플렉스 스테인리스강의 우수한 굽힘 가공성을 확보하기 위해서는 성분원소인 크롬과 망간의 합(Cr+Mn)이 중량%로 26.0 내지 28.5%이고, 중량%로 크롬과 망간의 비(Cr/Mn)가 3.4 내지 4.1로 제어되어야 함을 알 수 있다.Therefore, in order to ensure excellent bending workability of the duplex stainless steel, the sum of the chromium and manganese (Cr + Mn) as the constituent elements is 26.0 to 28.5% by weight and the ratio of chromium to manganese (Cr / Mn) To 4.1.

상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited thereto. Those skilled in the art will readily obviate modifications and variations within the spirit and scope of the appended claims. It will be understood that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (4)

중량%로, C: 0.01 내지 0.06%, Si: 0.2 내지 1.0%, Mn: 5.0 내지 6.5%, Cr: 18.5 내지 22.5%, N: 0.05 내지 0.25%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며,
Cr+Mn: 26.0 초과 28.5% 이하이고, Cr/Mn: 3.4 이상 4.1 이하이며,
미세조직 내에 페라이트 기지조직의 부피 분율이 50 내지 70%인 굽힘 가공성이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강.
(Fe), and other unavoidable impurities, in an amount of 0.01 to 0.06% of C, 0.2 to 1.0% of Si, 5.0 to 6.5% of Mn, 18.5 to 22.5% of Cr, 0.05 to 0.25% of N, In addition,
Cr + Mn: not less than 26.0 and not more than 28.5%, Cr / Mn: not less than 3.4 and not more than 4.1,
Linseed duplex stainless steel excellent in bending workability wherein the volume fraction of the ferrite base structure in the microstructure is 50 to 70%.
제1항에 있어서,
Ni: 0.3% 이하, Cu: 0.3% 이하, Mo: 0.3% 이하로 포함하는 굽힘 가공성이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강.
The method according to claim 1,
0.3% or less of Ni, 0.3% or less of Cu, and 0.3% or less of Mo, and excellent in bending workability.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 스테인리스강의 인장시험 연신율은 30 내지 40% 인 굽힘 가공성이 우수한 린 듀플렉스 스테인리스강.

The method according to claim 1,
Wherein said stainless steel has a tensile elongation of 30 to 40%, and said stainless steel has excellent bending workability.

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